เรื่อง: เหล็กหรืออะลูมิเนียม

[PaoDude22 ~Levin AEM POWER~]

ลองสังเกตน้ำหนักรถสมัยใหม่เทียบกับรถที่ผลิตเมื่อสัก 20 ปีที่แล้วกันดู รถขนาด 2,000 ซี.ซี. เมื่อก่อนจะมีน้ำหนักอยู่ราว 1 ตัน หรือ 1,000 กิโลกรัมโดยเฉลี่ย แต่ปัจจุบันรถขนาดนี้จะหนักประมาณ 1,200-1,300 กิโลกรัม บางคันอาจจะปาเข้าไปถึง 1,400 กิโลกรัม มันดูเหมือนว่ารถทุกวันนี้แค่ตัวเปล่า ๆ ก็หนักเท่ากับรถสมัยก่อนใช้งานบรรทุกแบบเต็มพิกัดเข้าไปแล้ว โชคดีที่เครื่องยนต์สมัยใหม่ มันมีเรี่ยวแรงมากกว่าแต่ก่อน ก็เลยมีแรงลากตัวถังหนัก ๆ ให้แล่นฉิวที่ความเร็วเดินทางระดับ 180 กิโลเมตรกันได้อย่างสบาย ผลพลอยได้ก็คือ พวกที่เอาเครื่องยนต์รถสมัยใหม่ลงไปวางในบอดี้ของรถสมัยเก่า มันก็เลยกลายเป็นชุบชีวิตไอ้แก่ให้ซ่าส์ขึ้นมาได้อีกหน

การพัฒนารถให้มีน้ำหนักตัวเบาลง หรือย่างน้อย ๆ ก็เป็นการจำกัดน้ำหนักตัวไม่ให้มากเกินไป ดูเหมือนจะเป็นเงื่อนไขที่ท้าท้ายในการพัฒนารถยนต์ของค่ายรถยนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันดูเหมือนเป็นการเน้นย้ำความเก่งกาจในการใช้เทคโนโลยีว่าข้านี้แน่ สามารถพัฒนาตัวรถได้แข็งแกร่งปานรถถัง แต่น้ำหนักเบาพอ ๆ กับรถทั่วไป ดังนั้นพอใส่เครื่องธรรมดา ๆ ก็ยังแล่นฉิวได้ร่วม 200 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ยิ่งหากได้เครื่องแรงกว่าปกติ มันจะหาใครมาเทียบได้อีกหรือ อะไรทำนองนั้น

เหล็กกล้าซึ่งเป็นส่วนประกอบของรถยนต์มาตั้งแต่ยุคแรกเริ่มเมื่อกว่า 100 ปีก่อน จนทุกวันนี้ก็ยังเป็นส่วนประกอบหลักของรถยนต์ทั่วไปไม่เปลี่ยนแปลง แต่รูปแบบของการใช้อาจแตกต่างไปจากชิ้นส่วนของรถยนต์ยุคแรกเริ่มอย่างสิ้นเชิง เพราะอย่างน้อย ๆ การพัฒนาทางด้านโลหะวิทยาก็ก้าวหน้าไปกว่าแต่ก่อนมาก แต่เหล็กก็ยังเป็นเหล็กอยู่ดี คุณสมบัติด้านดีของมันคือมีความแข็งแรงไว้ใจได้ เหมาะที่จะใช้เป็นส่วนประกอบของรถยนต์ แถมยังมีราคาถูก ทำให้ต้นทุนของรถยนต์ทั้งคันไม่แพงจนเกินไป สร้างกำไรให้กับโรงงานผู้ผลิตรถยนต์ได้อย่างเบิกบานกันทั่วหน้า แต่จุดอ่อนของเหล็กกล้าก็คือ มันมีน้ำหนักมาก หากจะสร้างหรือผลิตรถให้แข็งแรงก็จะต้องหาทางจำกัดน้ำหนักมันให้ดี

การพัฒนาชิ้นส่วนประกอบของรถยนต์ในช่วงกว่าศตวรรษที่ผ่านมา ได้มีการสรรหาวัสดุชนิดต่าง ๆ มากมาย เพื่อนำมาใช้ผลิตเป็นชิ้นส่วนสำหรับรถยนต์ ในยุคแรกเริ่มนั้น มีทั้งการใช้ไม้เนื้อแข็ง ผลิต���ัณฑ์ที่ได้จากพืชหรือสัตว์ต่าง ๆ จนแทบจะเรียกได้ว่า เขา หนัง กีบ ขน ฯลฯ ของสัตว์นั้น เคยเป็นส่วนประกอบของรถยนต์มาแล้วทั้งสิ้น ก่อนที่จะมีสารสังเคราะห์ประเ���ทพลาสติก อะครีลิก คาร์บอนไฟเบอร์ เส้นใยสังเคราะห์ ฯลฯ เข้ามาแทนที่อย่างทุกวันนี้

ถ้าเป็นโลหะ ก็เคยมีการนำเอาโลหะชนิดต่าง ๆ มาใช้ทดแทนชิ้นส่วนเหล็กกล้ามากมาย ไม่ว่าจะเป็น อลูมิเนียม แมกนีเซียม ทองแดง ตะกั่ว ฯลฯ ตลอดจนโลหะผสมชนิดต่าง ๆ แต่ท้ายที่สุด เหล็กกล้าก็ยังคงยืนหยัดเป็นส่วนประกอบหลักของรถยนต์อยู่ และยังไม่มีโลหะอื่นใดเข้ามาทดแทน หรือว่าแทนที่เหล็กกล้านี้ได้

อะลูมิเนียม ดูเหมือนจะเป็นโลหะชนิดเดียวที่มีการค้นคว้าและพัฒนาหาทางที่จะนำมาผลิตเป็นส่วนประกอบหลักของรถยนต์เพื่อทดแทนเหล็กกล้า แต่ด้วยคุณสมบัติเฉพาะตัวของอะลูมิเนียมก็ยังเป็นข้อจำกัดที่จะพัฒนามาใช้เป็นชิ้นส่วนประกอบของรถยนต์ทั้งคันได้

อะลูมิเนียมมีจุดเด่นตรงที่น้ำหนักเบากว่าเหล็ก คือประมาณ 1 ใน 3 เมื่อทำเป็นชิ้นส่วนแบบเดียวกัน นอกจากนั้นยังทนต่อการรวมตัวกับออกซิเจนในอากาศได้ดีกว่าเหล็ก พูดง่าย ๆ ก็คือ ไม่เกิดสนิมเหมือนกับเหล็ก แต่จุดอ่อนของอะลูมิเนียมเมื่อเทียบกับเหล็กแล้ว อย่างน้อยก็คือเรื่องของความแข็งแรงที่ยังห่างชั้นกันอยู่ หากจะนำมาใช้งานเป็นส่วนประกอบของโครงสร้างที่ต้องการความแข็งแกร่งเท่ากับเหล็กแล้ว จะต้องมีการพัฒนารูปแบบและใช้เทคโนโลยีในการออกแบบการรับน้ำหนักมากกว่า และอาจจะต้องกลายเป็นชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่โตกว่าชิ้นส่วนเหล็ก เพื่อที่จะให้มันแข็งแรงเท่ากับเหล็ก ไป ๆ มา ๆ ก็เลยกลายเป็นว่าแทนที่ชิ้นส่วนนั้น ๆ จะเบากว่าชิ้นส่วนเหล็ก 1 ใน 3 หรือ 35% อย่างที่หวังเอาไว้ มันอาจจะเบากว่ากันเพียงแค่ 5% เท่านั้นเอง และนี่คือเรื่องจริงที่จากัวร์ประสบมาแล้วจากโครงสร้างในรุ่น XJ

โครงสร้างอะลูมิเนียมที่เป็นผลงานการพัฒนาจนถึงขั้นผลิตออกสู่ตลาดแล้ว มีคุณสมบัติที่โดดเด่นอย่างเหลือเชื่อ อย่างเช่นน้ำหนักของโครงสร้างรถจากัวร์ XJ หนักเพียง 220 กิโลกรัม หรือของรถออดี้ A8 ก็หนักเพียง 218 กิโลกรัม แต่ในน้ำหนักที่เบาของโครงสร้างแบบนี้ในรายของ XJ มีราคาโดยประมาณ 2,300 ปอนด์ แพงกว่าโครงสร้างเหล็กกล้าประมาณ 1,500 ปอนด์ แค่ส่วนต่างคิดเป็นเงินไทยเท่าไร ลองเอาตัวเลข 65-70 คูณออกมาดูก็แล้วกัน จึงไม่เป็นที่น่าแปลกอันใด ที่รถสปอร์ตระดับซูเปอร์คาร์ หรือเอ็กโซติกคาร์จะมีราคาแพงลิบ

ประสบการณ์จากการพัฒนาโลหะอะลูมิเนียมมาใช้ในรถยนต์ของหลายโรงงานยังได้ข้อสรุปอีกว่า รถที่มีโครงสร้างเหมาะสมที่จะใช้อะลูมิเนียมเป็นหลักนั้น ควรจะเป็นรูปแบบที่เป็น Space Frame คือเป็นโครงสร้างแบบแยกชิ้นออกจากตัวถังมากกว่าแบบตัวถังชิ้นเดียว หรือ Monocoque เพราะจะมีต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่า จากการใช้เครื่องมือที่ออกแบบได้ง่ายกว่า สามารถคำนวณความแข็งแกร่งของโครงสร้างได้ดีกว่า โอกาสปรับเปลี่ยนการติดตั้งอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้หลากหลาย และง่ายต่อการซ่อมแซมมากกว่า

นอกจากนั้น การพัฒนาชิ้นส่วนของตัวถังที่ปั๊มขึ้นรูปอย่างที่เราเคยเห็นจากออดี้ หรือว่าจากัวร์นั้น การปั๊มชิ้นส่วนให้มีรูปโค้งมาก ๆ เป็นเรื่องที่ทำได้ไม่ยาก หากใช้โลหะที่เป็นเหล็กกล้า แต่กับอะลูมิเนียมนั้น ต้องใช้เทคนิคพิเศษในการขึ้นรูปนอกเหนือไปจากชิ้นส่วนเหล็กกล้า แน่นอนว่าไม่เพียงแต่ชิ้นส่วนที่ทำด้วยอะลูมิเนียมจะมีต้นทุนการผลิตที่สูงกว่า ทั้งจากตัววัสดุที่เป็นโลหะอะลูมิเนียมเอง ก็แพงกว่าเหล็กกล้ากว่า 2 เท่าอยู่แล้ว แถมยังต้องมีต้นทุนการผลิตต่อชิ้น ทั้งค่าแรงงานและเวลาที่มากกว่าอีกต่างหาก ดังนั้นจึงเป็นเรื่องที่ไม่ง่ายนักที่จะพัฒนาชิ้นส่วนประกอบของรถยนต์ให้มากขึ้น โดยใช้อะลูมิเนียมในการผลิตแบบ Mass Production ในอนาคตอันใกล้

ด้วยเหตุและผลดังกล่าวข้างต้น ทำให้การพัฒนารถยนต์ที่จะเปลี่ยนโลหะหลักจากเหล็กกล้าไปใช้อะลูมิเนียม ไม่ว่าจะเป็นอะลูมิเนียมเดี่ยว ๆ หรือว่ามีการใช้ผสมกับโลหะชนิดอื่นที่เรียกว่า "อัลลอย (Alloy)" เพื่อเพิ่มคุณสมบัติที่แก้จุดอ่อนของอะลูมิเนียมให้ดีขึ้น แต่ก็ยังแก้จุดอ่อนที่เป็นเงื่อนไขของราคาต้นทุนไม่ได้ การพัฒนาเพื่อนำอะลูมิเนียมมาใช้ในรถยนต์ที่ออกจำหน่ายกันอยู่ จึงเป็นผลงานที่โชว์เทคโนโลยีของโรงงานเสียมากกว่า กลุ่มลูกค้าที่จะจับจองเป็นเจ้าของผลงานเหล่านี้จึงเป็นผู้ที่มีใจรักจริง ๆ มีพื้นฐานความเข้าใจเกี่ยวกับรถยนต์ในระดับที่เรียกว่าลึกซื้ง และที่สำคัญ ราคาของรถแต่ละคันที่แพงลิบลิ่วไม่ได้เป็นอุปสรรคในการซื้อหามาเก็บสะสมเอาไว้ในโรงรถที่เป็นเหมือนพิพิธภัณฑ์ส่วนตัว




ถึงแม้ว่ารถยนต์ตัวถังอะลูมิเนียมจะมีผลิตออกจำหน่ายในรูปแบบของรถใช้งานอเนกประสงค์อย่างแลนด์โรเวอร์มานานหลายทศวรรษ แต่นั่นก็ไม่ใช่สิ่งที่ถือได้ว่าเป็นความสำเร็จในการนำอะลูมิเนียมมาสู่ผู้ใช้ในทุกระดับ หรือทุกกลุ่ม อะลูมิเนียมยังคงเป็นโลหะในฝันของวงการรถยนต์ต่อไป ยังไม่รู้ว่าเมื่อไรจะมีโอกาสได้ใช้รถยนต์ที่ผลิตจากอะลูมิเนียมทั้งคันออกมาขายในราคาที่ชาวบ้านได้ซื้อหามาใช้กัน รถพลาสติกอาจจะมีโอกาสมาก่อนเสียด้วยซ้ำไป ใครพอจะมีปัญญาสะสมรถอะลูมิเนียมยุคนี้ไว้ให้ลูกหลานได้ดูในศตวรรษหน้า ก็ลองเลือก ๆ หากันดูนะครับ ของหายากทั้งนั้น